JP2001338889A - 基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハや大気に晒される時間を短縮する。 【解決手段】 プロセスチューブの処理室に出入りして
複数枚のウエハを搬入搬出する第一ボートおよび第二ボ
ートと、ウエハを両ボートに対して待機ステージにて授
受するウエハ移載装置とを備えた拡散ＣＶＤ装置が使用
される処理方法であって、第一ボートと第二ボートが交
互に使用される処理方法において、第一ボートへのウエ
ハ移載装置によるウエハの移載開始時点が第二ボートへ
のウエハチャージ開始時と第一ボートの搬出工程迄の累
積時間とに基づいて算出される。 【効果】 ウエハチャージ開始時点の最適値を予め求め
て、次の処理に待機するウエハの待機時間を最小に短縮
することで、ウエハが大気雰囲気に晒される時間を最小
限度に抑制できるため、ウエハの表面に形成される自然
酸化膜の増加を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理方法に関
し、特に、処理が施される基板の酸化や汚染防止技術に
係り、例えば、半導体装置の製造工程において半導体ウ
エハにアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および
成膜処理等の熱処理を施すのに利用して有効なものに関
する。

【０００２】一般に、半導体装置の製造工程において半
導体ウエハ（以下、ウエハという。）にアニール処理や
酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等の熱処理を
施すのにバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置 (fu
rnace 。以下、熱処理装置という。）が、広く使用され
ている。

【０００３】従来のこの種の熱処理装置として、特許第
２６８１０５５号公報に記載されているものがある。こ
の熱処理装置においては、ウエハ移載装置とプロセスチ
ューブの真下空間との間にボート交換装置が配置されて
おり、ボート交換装置の回転テーブルの上に一対（二
台）のボートが載置され、回転テーブルを中心として一
対のボートが１８０度ずつ回転することにより、未処理
のボートと処理済みのボートとが交換されるようになっ
ている。すなわち、この熱処理装置においては、ウエハ
群を保持した一方のボート（第一ボート）がプロセスチ
ューブの処理室で処理されている間に、他方のボート
（第二ボート）に新規のウエハをウエハ移載装置によっ
て移載されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、熱処理装置が
処理する膜の種類によっても異なるが、熱処理装置の成
膜処理時間は、１時間〜２時間である。他方、ボートに
新規のウエハをウエハ移載装置によって移載するのに要
する時間は、１５０枚で約１２分である。したがって、
前記した熱処理装置においては、第二ボートに移載され
た新規のウエハ群は第一ボートの処理が終了するまでの
約１時間〜２時間の長期間、処理室の外部で待機するこ
とになる。

【０００５】しかしながら、第二ボートに移載された新
規のウエハ群が処理室外の大気雰囲気中に長期間晒され
ると、制御上意図しない酸化膜（以下、自然酸化膜とい
う。）がウエハの表面に大気中の酸素や水分によって形
成されてしまう。この自然酸化膜はウエハに処理される
膜厚のばらつきに影響を及ぼしたり、接触抵抗を増加さ
せたりするため、ウエハによって製造された半導体集積
回路装置（以下、ＩＣという。）の高集積化や品質（精
度や寿命等）、性能（演算速度等）および信頼性に対し
て悪影響を及ぼす。

【０００６】本発明の目的は、大気雰囲気中での待機時
間を短縮して自然酸化膜の発生を防止することができる
基板処理方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理方
法は、処理室を形成したプロセスチューブと、前記処理
室に出入りして複数枚の基板を搬入搬出するボートと、
前記複数枚の基板を前記ボートに対して前記処理室の外
部において授受する基板移載装置とを備えた基板処理装
置が使用される基板処理方法であって、少なくとも二台
のボートが順次使用される基板処理方法において、処理
中の一台のボートの次に処理される前記他のボートへの
前記基板移載装置による前記基板の移載開始時点が、前
記他方のボートへの前記基板移載時間と前記一方のボー
トの処理経過時間とに基づいて算出されることを特徴と
する。

【０００８】前記した手段によれば、ボートへの基板移
載開始時点を処理経過時間に対応して自動的に割り出す
ことにより、大気雰囲気中での基板の待機時間を最も短
く設定することができるため、自然酸化膜の発生を防止
することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。

【００１０】本実施の形態において、本発明に係る基板
処理方法は、図１に示されているバッチ式縦形ホットウ
オール形拡散，ＣＶＤ装置（以下、拡散ＣＶＤ装置とい
う。）を使用して実施されるものとして構成されてお
り、基板としてのウエハにアニール処理や酸化膜形成処
理、拡散処理および成膜処理等の拡散，ＣＶＤ処理を施
すのに使用される。

【００１１】図１に示されているように、本実施の形態
に係る拡散ＣＶＤ方法が実施される拡散ＣＶＤ装置１は
平面視が長方形の直方体の箱形状に形成された筐体２を
備えている。筐体２の左側側壁の後部（左右前後は図１
を基準とする。）にはクリーンユニット３が設置されて
おり、クリーンユニット３は筐体２の内部にクリーンエ
アを供給するようになっている。筐体２の内部における
後部の略中央には熱処理ステージ４が設定され、熱処理
ステージ４の左脇の前後には空のボートを仮置きして待
機させる待機ステージ（以下、待機ステージという。）
５および処理済みボートを仮置きして冷却するステージ
（以下、冷却ステージという。）６が設定されている。
筐体２の内部における前部の略中央にはウエハローディ
ングステージ７が設定されており、その手前にはポッド
ステージ８が設定されている。ウエハローディングステ
ージ７の左脇にはノッチ合わせ装置９が設置されてい
る。以下、各ステージの構成を順に説明する。

【００１２】図５および図６に示されているように、熱
処理ステージ４の上部には石英ガラスが使用されて下端
が開口した円筒形状に一体成形されたプロセスチューブ
１１が、中心線が垂直になるように縦に配されている。
プロセスチューブ１１の筒中空部はボートによって同心
的に整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入さ
れる処理室１２を形成しており、プロセスチューブ１１
の下端開口は被処理基板としてのウエハを出し入れする
ための炉口１３を構成している。したがって、プロセス
チューブ１１の内径は取り扱うウエハの最大外径よりも
大きくなるように設定されている。

【００１３】プロセスチューブ１１の下端面はマニホー
ルド１４の上端面にシールリング１５を挟んで当接され
ており、マニホールド１４が筐体２に支持されることに
より、プロセスチューブ１１は垂直に支持された状態に
なっている。マニホールド１４の側壁の一部には排気管
１６が処理室１２に連通するように接続されており、排
気管１６の他端は処理室１２を所定の真空度に真空排気
するための真空排気装置（図示せず）に接続されてい
る。マニホールド１４の側壁の他の部分にはガス導入管
１７が処理室１２に連通するように接続されており、ガ
ス導入管１７の他端は原料ガスや窒素ガス等のガスを供
給するためのガス供給装置（図示せず）に接続されてい
る。

【００１４】プロセスチューブ１１の外部にはヒータユ
ニット１８がプロセスチューブ１１を包囲するように同
心円に設備されており、ヒータユニット１８は筐体２に
支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっ
ている。ヒータユニット１８は処理室１２内を全体にわ
たって均一に加熱するように構成されている。

【００１５】熱処理ステージ４におけるプロセスチュー
ブ１１の真下にはプロセスチューブ１１の外径と略等し
い円盤形状に形成されたキャップ１９が同心的に配置さ
れており、キャップ１９は送りねじ機構によって構成さ
れたエレベータ２０によって垂直方向に昇降されるよう
になっている。キャップ１９は中心線上にボート２１を
垂直に立脚して支持するようになっている。本実施形態
において、ボート２１は二台が使用される。

【００１６】図５および図６に示されているように、二
台のボート２１、２１はいずれも、上下で一対の端板２
２、２３と、両端板２２、２３間に架設されて垂直に配
設された複数本（本実施の形態では三本）の保持部材２
４とを備えており、各保持部材２４に長手方向に等間隔
に配されて互いに同一平面内において開口するようにそ
れぞれ刻設された複数条の保持溝２５間にウエハＷを挿
入されることにより、複数枚のウエハＷを水平にかつ互
いに中心を揃えた状態に整列させて保持するように構成
されている。

【００１７】ボート２１の下側端板２３の下には断熱キ
ャップ部２６が形成されており、断熱キャップ部２６の
下面には断熱キャップ部２６の外径よりも小径の円柱形
状に形成された支柱２７が垂直方向下向きに突設されて
いる。断熱キャップ部２６の下面における支柱２７の下
面には後記するボート移送装置のアームが挿入されるス
ペースが形成されており、支柱２７の下面における外周
辺部によってアームを係合するための係合部２８が構成
されている。支柱２７の下面にはベース２９が水平に設
けられている。

【００１８】図１に示されているように、待機ステージ
５と冷却ステージ６との間にはボート２１を熱処理ステ
ージ４と待機ステージ５および冷却ステージ６との間で
移送するボート移送装置３０が設備されている。図７に
示されているように、ボート移送装置３０はスカラ形ロ
ボット（selective compliance assembly robot arm Ｓ
ＣＡＲＡ）によって構成されており、水平面内で約９０
度ずつ往復回動する一対の第一アーム３１および第二ア
ーム３２を備えている。第一アーム３１および第二アー
ム３２はいずれも円弧形状に形成されており、ボート２
１の支柱２７の外側に挿入された状態で断熱キャップ部
２６の係合部２８に下から係合することにより、ボート
２１全体を垂直に支持するようになっている。

【００１９】図１および図７に示されているように、待
機ステージ５にはボート２１を垂直に支持する待機台３
３が設置されており、第一アーム３１はボート２１を待
機台３３と熱処理ステージ４のキャップ１９との間で移
送するように構成されている。冷却ステージ６には冷却
台３４が設置されており、第二アーム３２はボート２１
を冷却台３４と熱処理ステージ４のキャップ１９との間
で移送するように構成されている。

【００２０】図１に示されているように、筐体２内にク
リーンエア３５を供給するクリーンユニット３はクリー
ンエア３５を待機ステージ５および冷却ステージ６に向
けて吹き出すように構成されている。すなわち、図８に
示されているように、クリーンユニット３はクリーンエ
ア３５を吸い込む吸込ダクト３６を備えており、吸込ダ
クト３６の下端部には吸込ファン３７が設置されてい
る。吸込ファン３７の吐出口側には吹出ダクト３８が前
後方向に延在するように長く敷設されており、吹出ダク
ト３８の筐体２の内側面における吸込ダクト３６の前後
の両脇にはクリーンエア３５を待機ステージ５および冷
却ステージ６にそれぞれ向けて吹き出す吹出口３９、３
９が大きく開設されている。

【００２１】他方、図１に示されているように、筐体２
の内部における後側の右隅には排気用ファン４０が設置
されており、排気用ファン４０はクリーンユニット３の
吹出口３９、３９から吹き出されたクリーンエア３５を
吸い込んで筐体２内の外部に排出するようになってい
る。

【００２２】図１〜図４に示されているように、ウエハ
ローディングステージ７にはスカラ形ロボットによって
構成されたウエハ移載装置４１が設置されており、ウエ
ハ移載装置４１はウエハＷをポッドステージ８と待機ス
テージ５との間で移送してポッドとボート２１との間で
移載するように構成されている。

【００２３】すなわち、図９に示されているように、ウ
エハ移載装置４１はベース４２を備えており、ベース４
２の上面にはベース４２に対して旋回するターンテーブ
ル４３が設置されている。ターンテーブル４３の上には
リニアガイド４４が設置されており、リニアガイド４４
はその上に設置された移動台４５を水平移動させるよう
に構成されている。移動台４５の上には取付台４６が移
動台４５によって水平移動されるように設置されてお
り、取付台４６にはウエハＷを下から支持するツィーザ
４７が複数枚（本実施の形態においては五枚）、等間隔
に配置されて水平に取り付けられている。図１〜図４に
示されているように、ウエハ移載装置４１は送りねじ機
構によって構成されたエレベータ４８によって昇降され
るようになっている。

【００２４】ポッドステージ８にはウエハＷを搬送する
ためのキャリア（収納容器）としてのＦＯＵＰ（front
opning unified pod。以下、ポッドという。）５０が一
台ずつ載置されるようになっている。ポッド５０は一つ
の面が開口した略立方体の箱形状に形成されており、開
口部にはドア５１が着脱自在に装着されている。ウエハ
のキャリアとしてポッドが使用される場合には、ウエハ
が密閉された状態で搬送されることになるため、周囲の
雰囲気にパーティクル等が存在していたとしてもウエハ
の清浄度は維持することができる。したがって、拡散Ｃ
ＶＤ装置が設置されるクリーンルーム内の清浄度をあま
り高く設定する必要がなくなるため、クリーンルームに
要するコストを低減することができる。そこで、本実施
の形態に係る拡散ＣＶＤ装置においては、ウエハのキャ
リアとしてポッド５０が使用されている。なお、ポッド
ステージ８にはポッド５０のドア５１を開閉するための
ドア開閉装置（図示せず）が設置されている。

【００２５】図１０は拡散ＣＶＤ装置の制御システムを
示すブロック図である。図１０に示されている制御シス
テム６０はいずれもコンピュータによって構築されたメ
インコントローラと複数のサブコントローラとによって
構成されている。サブコントローラとしては、処理室の
温度を制御する温度制御サブコントローラ６１と、処理
室の圧力を制御する圧力制御サブコントローラ６２と、
原料ガスやキャリアガスおよびパージガス等のガス流量
を制御するガス制御サブコントローラ６３と、各種のエ
レベータやボート移送装置およびウエハ移載装置等の機
械を制御する機械制御サブコントローラ６４とが構築さ
れており、これらサブコントローラはメインコントロー
ラ６６に制御ネットワーク６５によって接続されてい
る。

【００２６】メインコントローラ６６には表示手段およ
び入力手段（ユーザ・インタフェース）としてのコンソ
ール（制御卓）６７およびレシピ等を記憶する記憶装置
６８が接続されている。コンソール６７はディスプレイ
とキーボードおよびマウスとを備えており、ディスプレ
イにレシピの内容（項目名や制御パラメータの数値等）
表示するとともに、キーボードやマウスによって作業者
の指令を伝達するように構成されている。

【００２７】本実施の形態において、メインコントロー
ラ６６にはウエハチャージ（移載）開始時点算出部７０
が構築（プログラミング）されており、ウエハチャージ
開始時点算出部７０は後述するウエハチャージ移載開始
時点算出方法を実行するように構成されている。

【００２８】以下、前記構成に係る拡散ＣＶＤ装置を使
用した本発明の一実施の形態である拡散ＣＶＤ処理方法
を、一対のボートの運用方法を主体にして図１１に示さ
れているタイムチャートに沿って説明する。なお、図１
１中、Ｋ１〜Ｋ１１は後述する各工程を示しており、ｔ
₁ 〜ｔ₁₁は各工程Ｋ１〜Ｋ１１の各所要時間をそれぞれ
示している。

【００２９】以下の拡散ＣＶＤ処理方法は予め指定され
た成膜プロセスのレシピを実行する制御シーケンスによ
って実施されるものであり、指定されたレシピが記憶装
置６８からメインコントローラ６６のＲＡＭ等に展開さ
れて、各サブコントローラ６２〜６４に指令されること
により実施される。

【００３０】まず、図１１にＫ１で示されている第一ボ
ートのウエハチャージ工程において、ポッド５０に収納
されたウエハＷが一対のボート２１、２１のうちの一方
のボート（以下、第一ボート２１Ａという。）にウエハ
移載装置４１によって移載（チャージ）される。ウエハ
チャージ工程Ｋ１の所要時間ｔ₁ は、ウエハチャージ枚
数が１５０枚の場合には約１２分である。

【００３１】ウエハチャージ工程Ｋ１において、図１に
示されているように、複数枚のウエハＷが収納されたポ
ッド５０はポッドステージ８に供給され、図２に示され
ているように、ポッドステージ８に供給されたポッド５
０はドア５１をドア開閉装置によって開放される。他
方、図１および図２に示されているように、待機ステー
ジ５の待機台３３には第一ボート２１Ａが載置されて、
ウエハチャージ工程Ｋ１の実行に待機した状態になって
いる。

【００３２】そして、図９において、（ａ）に示された
状態から（ｂ）に示されているように、移動台４５およ
び取付台４６がポッド５０の方向に移動されてツィーザ
４７がポッド５０内に挿入され、ポッド５０内のウエハ
Ｗを受け取る。続いて、ツィーザ４７は（ａ）に示され
た位置に後退する。次に、ターンテーブル４３が反転
し、移動台４５および取付台４６が待機ステージ５の方
向に移動されて、ツィーザ４７が保持したウエハＷを第
一ボート２１Ａの保持溝２５に受け渡す。ウエハＷを第
一ボート２１Ａに移載したウエハ移載装置４１は移動台
４５および取付台４６を一度後退させた後に再び反転し
て、ツィーザ４７をポッド５０側に向けた図９（ａ）の
状態になる。

【００３３】この際、ウエハ移載装置４１は五枚のツィ
ーザ４７を備えているため、一回の移載作動で五枚のウ
エハＷをポッド５０の五段の保持溝から第一ボート２１
Ａの五段の保持溝２５に移載することができる。ここ
で、第一ボート２１Ａがバッチ処理するウエハＷの枚数
（本実施の形態においては、１５０枚）は、一台のポッ
ド５０に収納されたウエハＷの枚数（同じく２５枚）よ
りも多いため、ウエハ移載装置４１は複数台のポッド５
０から所定枚数のウエハＷを第一ボート２１Ａにエレベ
ータ４８によって昇降されて移載することになる。

【００３４】次いで、図１１にＫ２で示されているボー
ト移送工程が実施される。ボート移送工程Ｋ２の所要時
間ｔ₂ は約０．５分である。

【００３５】ボート移送工程Ｋ２において、待機ステー
ジ５にて指定の枚数のウエハＷを移載された第一ボート
２１Ａは、待機ステージ５から熱処理ステージ４へボー
ト移送装置３０の第一アーム３１によって図４に示され
ているように移送され、キャップ１９の上に移送され
る。すなわち、第一アーム３１は第一ボート２１Ａの支
柱２７の外側に挿入して断熱キャップ部２６の係合部２
８に下から係合することによって第一ボート２１Ａを垂
直に支持した状態で、約９０度回動することによって、
第一ボート２１Ａを待機ステージ５から熱処理ステージ
４へ移送しキャップ１９の上に受け渡す。そして、第一
ボート２１Ａをキャップ１９に移載した第一アーム３１
は待機ステージ５に戻る。

【００３６】次に、図１１にＫ３で示されているボート
搬入工程が実施される。ボート搬入工程Ｋ３の所要時間
ｔ₃ は約２分である。

【００３７】ボート搬入工程Ｋ３においては、図５に示
されているように、キャップ１９に垂直に支持された第
一ボート２１Ａはエレベータ２０によって上昇されてプ
ロセスチューブ１１の処理室１２に搬入される。第一ボ
ート２１Ａが上限に達すると、キャップ１９の上面の外
周辺部がマニホールド１４の下面にシールリング１５を
挟んで着座した状態になってマニホールド１４の下端開
口をシール状態に閉塞するため、処理室１２は気密に閉
じられた状態になる。

【００３８】処理室１２がキャップ１９によって気密に
閉じられると、図１１にＫ４で示されている昇温・温度
安定工程が実施される。すなわち、処理室１２が所定の
真空度に排気管１６によって真空排気され、ヒータユニ
ット１８によって所定の処理温度（例えば、８００〜１
０００℃）をもって全体にわたって均一に加熱される。

【００３９】処理室１２の温度が安定すると、図１１に
Ｋ５で示されている成膜工程が実施される。すなわち、
成膜工程Ｋ５において、処理ガスが処理室１２にガス導
入管１７を通じて所定の流量供給される。これによっ
て、所定の成膜処理が施される。

【００４０】所定の成膜処理が終了すると、図１１にＫ
６で示されている窒素（Ｎ₂ ）ガスパージ工程が実施さ
れる。すなわち、窒素ガスパージ工程Ｋ６において、窒
素ガスがガス導入管１７を通じて所定の流量および時間
（ｔ₆ ）だけ供給されて処理室１２が窒素ガスで置き換
えられるとともに温度が下げられる。

【００４１】そして、取り扱う膜種によって異なるが、
昇温・温度安定工程Ｋ４、成膜工程Ｋ５および窒素ガス
パージ工程Ｋ６の所要時間（ｔ₄ ＋ｔ₅ ＋ｔ₆ ）は約１
時間〜２時間である。つまり、いずれの膜種にせよ、昇
温・温度安定工程Ｋ４、成膜工程Ｋ５および窒素ガスパ
ージ工程Ｋ６の所要時間（ｔ₄ ＋ｔ₅ ＋ｔ₆ ）は、ウエ
ハチャージ工程Ｋ１の所要時間ｔ₁ の約１２分に比べて
遙に長期間になる。

【００４２】なお、この第一ボート２１Ａの熱処理の間
に、一対のボート２１、２１の他方のボート（以下、第
二ボート２１Ｂという。）が待機ステージ５の待機台３
３の上に移送されて待機した状態になっている。

【００４３】その後、図１１にＫ７で示されているボー
ト搬出工程が実施される。ボート搬出工程Ｋ７の所要時
間ｔ₇ は約２分である。

【００４４】すなわち、ボート搬出工程Ｋ７において
は、図６に示されているように、第一ボート２１Ａを支
持したキャップ１９がエレベータ２０によって下降され
て、第一ボート２１Ａがプロセスチューブ１１の処理室
１２から搬出される。第一ボート２１Ａが搬出されたプ
ロセスチューブ１１の処理室１２の炉口１３はシャッタ
（図示せず）によって閉鎖され、処理室１２の高温雰囲
気が逃げるのを防止される。処理室１２から搬出された
第一ボート２１Ａ（保持されたウエハＷ群を含む）は高
温の状態になっている。

【００４５】続いて、図１１にＫ８で示されているボー
ト移送工程が実施されて、高温状態の第一ボート２１Ａ
が熱処理ステージ４から冷却ステージ６に移送される。
ボート移送工程Ｋ８の所要時間ｔ₈ は約０．５分であ
る。

【００４６】すなわち、図３に示されているように、処
理室１２から搬出された高温状態の処理済みの第一ボー
ト２１Ａはプロセスチューブ１１の軸線上の熱処理ステ
ージ４から冷却ステージ６へ、ボート移送装置３０の第
二アーム３２によって直ちに移送されて仮置きされる。
この際、第二アーム３２は処理済みの第一ボート２１Ａ
の支柱２７の外側に挿入して断熱キャップ部２６の係合
部２８に下から係合することによって処理済みの第一ボ
ート２１Ａを垂直に支持した状態で、約９０度回動する
ことにより、処理済みの第一ボート２１Ａを熱処理ステ
ージ４のキャップ１９の上から冷却ステージ６の冷却台
３４の上へ移送し載置する。

【００４７】冷却ステージ６の冷却台３４に移載された
高温状態の処理済み第一ボート２１Ａは、図１１にＫ９
で示されている冷却工程を実施される。冷却工程Ｋ９の
所要時間ｔ₉ は約１０分である。

【００４８】冷却工程Ｋ９において、図４に示されてい
るように、冷却ステージ６はクリーンユニット３のクリ
ーンエア吹出口３９の近傍に設定されているため、冷却
ステージ６の冷却台３４に移載された高温状態の第一ボ
ート２１Ａはクリーンユニット３の吹出口３９から吹き
出すクリーンエア３５によってきわめて効果的に冷却さ
れる。この際、図４に示されているように、クリーンユ
ニット３の吹出口３９から吹き出したクリーンエア３５
の流れは、吹出口３９から見ると待機ステージ５とは反
対方向である筐体２の後部右隅に配置された排気用ファ
ン４０に向かうため、熱処理ステージ４および待機ステ
ージ５の方向には向かわない。したがって、処理済みの
第一ボート２１Ａに接触したクリーンエア３５が熱処理
ステージ４および待機ステージ５に流れることにより、
熱処理ステージ４および待機ステージ５の第二ボート２
１Ｂに保持されたウエハＷ群を汚染することは防止する
ことができる。

【００４９】その後、冷却台３４の第一ボート２１Ａは
図１１にＫ１０で示されているボート移送工程を実施さ
れる。ボート移送工程Ｋ１０の所要時間ｔ₇ は約０．５
分である。ボート移送工程Ｋ１０は次のように実行され
る。この際、処理済みの第一ボート２１Ａは充分に冷却
されて、例えば、１５０℃以下になっている。

【００５０】すなわち、ボート移送装置３０の第二アー
ム３２は第一ボート２１Ａの支柱２７の外側に挿入して
断熱キャップ部２６の係合部２８に下から係合すること
によって第一ボート２１Ａを垂直に支持した状態で、約
９０度回動することにより、第一ボート２１Ａを冷却ス
テージ６から熱処理ステージ４へ移送する。第一ボート
２１Ａが熱処理ステージ４に移送されると、ボート移送
装置３０の第一アーム３１が約９０度回転されて熱処理
ステージ４に移動され、熱処理ステージ４の第一ボート
２１Ａを受け取る。第一ボート２１Ａを受け取ると、第
一アーム３１は元の方向に約９０度逆回転して第一ボー
ト２１Ａを熱処理ステージ４から待機ステージ５に移送
して、待機台３３に移載する。待機台３３に移載された
状態において、第一ボート２１Ａの三本の保持部材２４
はウエハ移載装置４１側が開放した状態になる。

【００５１】次に、図１１にＫ１１で示されているディ
スチャージ工程がウエハ移載装置４０によって実施され
る。ディスチャージ工程Ｋ１１の所要時間ｔ₁₁は約１２
分である。ディスチャージ工程Ｋ１１は図７について前
述した作動に準ずるウエハ移載装置４１の作動により実
施される。

【００５２】すなわち、ウエハ移載装置４１は待機ステ
ージ５の第一ボート２１Ａから処理済みのウエハＷを受
け取ってポッドステージ８のポッド５０に移載して行
く。この際、第一ボート２１Ａがバッチ処理した処理済
みウエハＷの枚数は一台のポッド５０に収納されるウエ
ハＷの枚数よりも多いため、ウエハ移載装置４１はエレ
ベータ４８によって昇降されながら、ポッドステージ８
に入れ換えられる複数台のポッド５０にウエハＷを所定
枚数ずつ収納して行くことになる。

【００５３】全ての処理済みウエハＷがポッド５０に戻
されると、待機台３３の上の第一ボート２１Ａには、次
に処理すべき新規のウエハＷがウエハ移載装置４１によ
って移載（チャージ）されて行くウエハチャージ工程Ｋ
１が、実行されることになる。但し、本実施の形態に係
る拡散ＣＶＤ処理方法においては、ウエハチャージ工程
Ｋ１は後述するウエハチャージ開始時点算出方法よって
算出されたタイミングをもって開始されることになる。
これは第二ボート２１Ｂについても同様である。

【００５４】以降、前述した作用が第一ボート２１Ａと
第二ボート２１Ｂとの間で交互に繰り返されることによ
り、多数枚のウエハＷが拡散ＣＶＤ装置１によってバッ
チ処理されて行く。

【００５５】ところで、ディスチャージ工程Ｋ１１が完
了した後に続いてウエハチャージ工程Ｋ１が実施される
従来例の場合には、ウエハチャージ工程Ｋ１を実施され
た一方のボート（第一ボートまたは第二ボート）に移載
の新規ウエハ群は熱処理ステージ４での他方のボート
（第一ボートまたは第二ボート）の処理が終了するまで
の約１時間〜２時間の長期間にわたって大気雰囲気の待
機ステージ５において待機することになる。このように
新規のウエハ群が大気雰囲気中に長期間晒されると、自
然酸化膜がこれから処理しようとするウエハＷの表面に
大気中の酸素や水分によって形成されてしまう。

【００５６】そこで、本実施の形態においては、ウエハ
チャージ工程Ｋ１の開始時点の最適値をウエハチャージ
開始時点算出方法によって求め、算出されたタイミング
をもってウエハチャージ工程Ｋ１を開始することによ
り、大気雰囲気の待機ステージ５での待機時間を最も短
縮するものとする。

【００５７】次に、本実施の形態に係るウエハチャージ
開始時点算出方法を図１２について説明する。なお、図
１２に示されているフローはメインコントローラ６６の
ウエハチャージ開始時点算出部７０において実行され
る。

【００５８】図１２にＳ１で示されている第一ステップ
において、第一ボートのボート搬出工程Ｋ７迄の累積時
間が算出される。すなわち、累積時間をＴとすると、累
積時間は、Ｔ＝ｔ₁ ＋ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ₄ ＋ｔ₅ ＋ｔ₆ ＋
ｔ₇ 、によって求められる。なお、ｔ₁ 〜ｔ₇ は前記各
工程Ｋ１〜Ｋ７の所要時間である。

【００５９】次に、図１２にＳ２で示されている第二ス
テップにおいて、「第一ボートのボート搬出工程Ｋ７迄
の累積時間か」が判断される。累積時間でない場合（Ｎ
Ｏ）には、第一ステップＳ１に戻り、第一ステップＳ１
と第二ステップＳ２とが繰り返される。累積時間である
場合（ＹＥＳ）には第三ステップＳ３に進む。

【００６０】第三ステップＳ３において、第二ボートの
ウエハチャージ開始時点Ｔ’が算出される。すなわち、
ウエハチャージ開始時点Ｔ’は、Ｔ’＝Ｔ−ｔ₁ 、によ
って求められる。

【００６１】以上のようにして算出されたウエハチャー
ジ開始時点に基づいて、メインコントローラ６６は図１
３に示されているフローを実行する。

【００６２】すなわち、図１３に示されている第一ステ
ップＰ１において、「レシピの実行時間が第二ボートへ
のウエハチャージ開始時点になったか」を判断する。開
始時点になっていない場合（ＮＯ）には、第一ステップ
Ｐ１を繰り返し、開始時点になっている場合（ＹＥＳ）
には第二ステップＰ２に進む。

【００６３】第二ステップＰ２において、第二ボートへ
のウエハチャージ工程Ｋ１を開始する。なお、以上の説
明では第二ボートのウエハチャージ工程Ｋ１の開始時点
を算出して実行する場合について述べたが、第一ボート
と第二ボートとは交互に同じように運用されるため、第
一ボートについても同様に算出されて実行される。

【００６４】本実施の形態によれば、ウエハチャージ開
始時点の最適値を予め求めて、次の処理に待機するウエ
ハの待機時間を最小に短縮することにより、ウエハが大
気雰囲気に晒される時間を最小限度に抑制することがで
きるため、ウエハの表面に形成される自然酸化膜の増加
を抑制することができる。

【００６５】例えば、ウエハチャージ工程Ｋ１の所要時
間ｔ₁ がウエハ１５０枚で約１２分、ボート搬出工程Ｋ
７の所要時間ｔ₇ とボート移送工程Ｋ８の所要時間ｔ₈
との合計所要時間ｔ₇ ＋ｔ₈ が約４分、ボート移送工程
Ｋ２の所要時間ｔ₂ が０．５分であると、待機中のウエ
ハＷが大気雰囲気に晒される時間は、約１６．５分とな
る。

【００６６】ここで、図１４は大気雰囲気に晒されたウ
エハの表面における自然酸化膜の増加特性を示すグラフ
である。図１４によれば、約１６．５分における自然酸
化膜の厚さは、１Å以下、になる。この程度の厚さの自
然酸化膜はウエハに処理される膜厚のばらつきに影響を
及ぼしたり、接触抵抗を増加させたりすることはないた
め、ＩＣの高集積化や品質（精度等）、性能（演算速度
等）および信頼性に対して悪影響を及ぼすことは未然に
防止することができる。

【００６７】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。

【００６８】例えば、第二ボートへのウエハチャージ工
程の終了は第一ボートの搬出工程前迄に終了するように
設定するに限らず、第一ボートのボート移送工程を完了
する直前までに第二ボートへのウエハチャージ工程を終
了させるように設定してもよい。この場合には、ウエハ
が大気雰囲気に晒される時間をより一層短縮することが
できるため、自然酸化膜の増加をより一層低減すること
ができる。

【００６９】筐体に供給する気体はクリーンエアに限ら
ず、窒素ガス等の不活性ガスであってもよい。

【００７０】拡散ＣＶＤ装置はアニール処理や酸化膜形
成処理、拡散処理および成膜処理等の熱処理全般に使用
することができる。

【００７１】本実施の形態ではバッチ式縦形ホットウオ
ール形拡散ＣＶＤ装置を使用する場合について説明した
が、本発明はこれに限らず、バッチ式横形ホットウオー
ル形拡散ＣＶＤ装置等の基板処理方法全般に適用するこ
とができる。

【００７２】前記実施の形態ではウエハに熱処理が施さ
れる場合について説明したが、被処理基板はホトマスク
やプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスク
および磁気ディスク等であってもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハが大気雰囲気に晒される時間を短縮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である拡散ＣＶＤ処理方
法に使用される拡散ＣＶＤ装置を示す平面断面図であ
る。

【図２】その斜視図である。

【図３】処理済みボートの冷却中を示す斜視図である。

【図４】同じく平面断面図である。

【図５】熱処理ステージの処理中を示す縦断面図であ
る。

【図６】同じくボート搬出後を示す縦断面図である。

【図７】ボート移送装置を示す斜視図である。

【図８】クリーンユニットを示す斜視図である。

【図９】ウエハ移載装置を示す各側面図であり、（ａ）
は短縮時を示し、（ｂ）は伸長時を示している。

【図１０】制御システムを示すブロック図である。

【図１１】拡散ＣＶＤ処理方法を示すタイムチャートで
ある。

【図１２】ウエハチャージ開始時点算出方法を示すフロ
ーチャートである。

【図１３】ウエハチャージ開始時点の実行フローを示す
フローチャートである。

【図１４】大気雰囲気に晒されたウエハの表面における
自然酸化膜の増加特性を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｗ…ウエハ（基板）、１…拡散ＣＶＤ装置（基板処理装
置）、２…筐体、３…クリーンユニット、４…熱処理ス
テージ、５…待機ステージ、６…冷却ステージ、７…ウ
エハローディングステージ、８…ポッドステージ、９…
ノッチ合わせ装置、１１…プロセスチューブ、１２…処
理室、１３…炉口、１４…マニホールド、１５…シール
リング、１６…排気管、１７…ガス導入管、１８…ヒー
タユニット、１９…キャップ、２０…エレベータ、２１
…ボート、２１Ａ…第一ボート、２１Ｂ…第二ボート、
２２…上側端板、２３…下側端板、２４…保持部材、２
５…保持溝、２６…断熱キャップ部、２７…支柱、２８
…係合部、２９…ベース、３０…ボート移送装置、３１
…第一アーム、３２…第二アーム、３３…待機台、３４
…冷却台、３５…クリーンエア、３６…吸込ダクト、３
７…吸込ファン、３８…吹出ダクト、３９…吹出口、４
０…排気用ファン、４１…ウエハ移載装置、４２…ベー
ス、４３…ターンテーブル、４４…リニアガイド、４５
…移動台、４６…取付台、４７…ツィーザ、４８…エレ
ベータ、５０…ポッド、５１…ドア、６０…制御システ
ム、６１…温度制御サブコントローラ、６２…圧力制御
サブコントローラ、６３…ガス制御サブコントローラ、
６４…機械制御サブコントローラ、６５…制御ネットワ
ーク、６６…メインコントローラ、６７…コンソール
（制御卓）、６８…記憶装置、７０…ウエハチャージ開
始時点算出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 建久 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA12 DA09 FA10 GA02 GA12 JA11 KA04 LA15 5F045 AA03 AF01 BB14 DP19 EN05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室を形成したプロセスチューブと、
   前記処理室に出入りして複数枚の基板を搬入搬出するボ
   ートと、前記複数枚の基板を前記ボートに対して前記処
   理室の外部において授受する基板移載装置とを備えた基
   板処理装置が使用される基板処理方法であって、少なく
   とも二台のボートが順次使用される基板処理方法におい
   て、処理中の一台のボートの次に処理される前記他のボ
   ートへの前記基板移載装置による前記基板の移載開始時
   点が、前記他方のボートへの前記基板移載時間と前記一
   方のボートの処理経過時間とに基づいて算出されること
   を特徴とする基板処理方法。
2. 【請求項２】 前記他方のボートへの基板移載完了時点
   が、前記一方の処理完了の直前または同時に移載が完了
   するように設定されることを特徴とする請求項１に記載
   の基板処理方法。